Универсальный многозначный логический элемент инжекционного типа /его варианты/

 

(72) Автор изобретения

З.Д. Коноплянко. (71) Заявитеиь

Физико-механический институт АН Укр инскр ; ССР (4) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МНОГОЗНАЧНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ

ЭЛЕМЕНТ ИНЖЕКЦИОННОГО ТИПА (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для построения многозначных устройств в системах цифровой автоматики.

Известен многоуровневый И Л элемент, содержащий блок линейного сумматора, выход которого соединен с дискриминатором с регулируемым порогом и регулируемым выходным током (1).

Известен также универсальный многозначный логический элемент с промежуточным пространственным преобразованием информации инжекционного типа, содержащий блок дискриминаторов с регулируемыми порогами срабатывания и величинами выходных токов, дополнительные транзисторы и выходной многовходовой сумматор токов (2).

Недостатками этих устройств являют26 ся узкие функциональные возможности и низкое быстродействие, обусловленные преобразованием только одной входной переменной и использованием в извест" ных устройствах транзисторов p-n-p типа °

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в .универсальный многозначный логический элемент инжекционного типа, содержащий входной многоканальный блок дискриминаторов с регулируемыми .порогами соабатывания и величинами выходных токов, состоящий из входного многоколлекторного отражателя тока., (К-1}-х инжекторов, определяющих пороги срабатывания, и (К-1)-х пороговых транзисторов, выходной многовходовой сумматор тока, содержащий

К двухколлекторных отражателей тока с регулируемым выходным током, и (К-l) выключающих транзисторов, введены второй многоканальный блок диск. риминаторов, вход которого подключен ко второму входу устройства, а число коллекторов в многоколлекторном входном отражателе тока которого на один больше, чем в первом блоке дискриминаторов, К дополнительных транзисторов с инжекторами тока и выходной отражатель тока с двумя инжекторами, в выходной многовходовый сумматор тока введены К(К-1) двухкол" лекторных отражателей тока с регулируемыми выходными токами, причем соответствующие i-ые выходы К каналов выходного сумматора тока подключены к эмиттеру i-ro дополнительного транзистора, коллекторы дополнительных транзисторов через выходной отражатель тока подключены к выходу устрой. ства, а также в устройство, содержащее входной многоканальный блок дискриминаторов с регулируемыми порогами срабатывания и величинами выходных токов, состоящий из входного многоколлекторного отражателя тока, (К-1)-х инжекторов, определяющих пороги срабатывания, и (К-1)-х пороговых транзисторов, выходной многовходовой сумматор тока, содержащий К двухколлекторных отражателей тока с регулируемым выходным током, и (К-1) выключающих транзисторов, введены второй многоканальный блок дискриминаторов, вход которого подключен ко второму входу устройства, а число коллек. торов s многоколлехторном входном отражателе тока которого на один больше, чем в первом блоке дискриминаторов, на входах обоих блоков дискриминаторов введены инжекторы, К дополнительных транзисторов с инжекторами тока, в выходной многоаходовой сумматор тока введены К(К-1) двухколлекторных отражателей тока с регулируемыми выходными токами, причем соответствующие i-ые выходы К каналов выходного сумматора тока подключены к эмиттеру i-ro дополнительного транзистора, коллекторы дополнительных транзисторов подключены к выходу устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — то же, второй вариант.

Устройство содержит первый многоканальный блок 1 дискриминаторов с регулируемыми при помощи инжекторов

2-4 с порогами 0 5; 1,5; 2 5 срабатывания соответственно, пороговые многоколлекторные транзисторы 5-7, входящие в состав первого блока i

Если на вход 24 элемента поступает ток I <, соответствующий одному из

К кодовых значений, в зависимости от его величины срабатывает тот из транзисторов 5-7 (закрывается), для которого выполняется условие I!Sy =

Iy< где ВХ входной ТоК т1 ток i-ro инжектора, задающего порог срабатывания пороговых транзисторов

5-7, 21-23 в первом и втором блоках дискриминаторов 1 и 16 (I „ g (0,5;

1 5; 2 5 $), При этом закрываются все

0558 а дискриминаторов, многовходовые сумматоры 8-11 тока, дополнительные транзисторы 12-14 с инжекторами 15

t тока с весами, равными. единице, второй многоканальный блок 16 дискриминаторов с инжекторами 17-19, регулируемыми порогами срабатывания с весами 0,5; 1,5; 2,5 соответственно, сформированный на транзисторах 20-23, 16 вход 24 второго многоканального блоma 16 дискриминаторов являющийся вторым входом устройства, дополнитель ные транзисторы 25-28 с инжекторами

29 с единичными весами, два выходных

ts инжектора 30 и 31 с весами, равными трем, вход 32 устройства, транзистор

33, выход 34 устройства и выходной отражатель 35 тока.

Устройство работает следующим обуо разом.

В исходном состоянии (фиг. 1) на входы 32 и 24 устройства не поступают управляющие сигналы. Х и Х

В этом случае транзисторы 33 и 20 блоков дискриминаторов 1 и 16 закрыты, токи инжекторов 2-4, 17-19 и инжектора 15 и 29 с единичным весом втекают в базы транзистороа 5-7, 21-23 и 25, в эмиттер-коллекторные переходы которых отбираются токи инжекторов с единичными весами. Поэтому все дополни-. тельные транзисторы 12-14, 26-28 закрыты, кроме транзистора 25. Из-за того, что в базы транзисторов много3S входового сумматора 8 тока втекают инжектируемые токи 7y „-Ig данные транзисторы подключенй к вйходам 3639 многовходового сумматора тока.

Токи К(К-1)-го остальных инжекторов в сумматорах отбираются открытыми

40 эмиттер-коллекторными переходами транзисторов 5-7. Таким образом, к выходному отражателю 35 тока подключают только выход 36 многовходового сумматора и на выход устройства по° 5 ступает сигнал 1д „. транзисторы до i-го, для которого выполняется указанное условие. В базы i-ой группы транзисторов многовходового сумматора тока (например

10) втекают базисные токи Хд.;. Одновременно открываются все предыдущие дополнительные транзисторы (в данном случае это транзисторы 12-14), так как в их базы втекают токи инт жекторов с весами, равными единице, отключая тем самым от баз предыдущих групп транзисторов выходного сумматора тока (группы транзисторов 8 и 9) инжекторов (д „T д ф T)

Транзисторы, входящие в состав -ой . группы (группа 10), открываются.

Если на входе 24 остается сигнал исходного состояния, то на выход 34 устройства поступает сигнал Т,г, через открытый дополнительный транзистор 25 и выходной отражатель 35 тока, Транзистор 25 открыт из-за того, что при нулевом сигнале на входе 24 устройства транзистор 20 закрыт и ток . инжектора с единичным весом течет в базу транзистора 25, удерживая его тем самым в открытом состоянии.

Если же сигнал на входе 24 устройства изменяется и станет равным 1, транзисторы 21 и 25 закрываются, транзистор 26 открывается и с выхода

37 многовходового сумматора на выход

34 устройства поступает значение 16„,.

Для другого сочетания входных сигналов работа устройства выглядит аналогично.

Устройство на фиг. 1 представляет собой двухвходовый универсальный мно« гозначный логический элемент инжекционного типа, реализующий значность

К = 4. Поскольку число возможных базисных наборов значений токов,, для многовходового сумматора тока равно

К ), а число входных переменных п=2, то данный элемент может реализовать все функции К-значной логики двух переменных, число которых равно К ", Поэтому предлагаемое устройство обладает более широкими, по сравнению с известным, функциональными возможностями и является универсальным многозначным логическим элементом. Устройство (фиг. 1) работает с втекающими входными токами и вытекающими выходными.

Принципиальная электрическая схема устройства на фиг. 2 отличается от устройства на фиг. 1 тем, что в нем на входах обоих блоков 1 и 1б

558 6 дискриминаторов введены по одному ин" жектору 30 и 31 с весами, равными тре . а на выходе исключен выходной отражатель 35 тока и два инжектора тока с весами, равными трем. Устройство на фиг. 2 работает с вытекающими входны ми токами и втекающими выходными.

Принцип действия устройства на фиг. 2 отличается от принципа дейст-.

16 вия устройства на фиг. 1 только тем, kTo в исходном состоянии HB выход устройства подключают один из базисных токов последней К-й группы многовходового сумматора тока. При под15 ключении же ко входу сигнала Х 1 или с отбирающим направлением входного сигнала, происходит подключение к выходу тех же групп многовходового сумматора тока, что и в устройстве

26 на фиг. 1, только в инверсном порядке — от группы с более высоким порогом к группе с более низким порогом дискриминации.

Таким образом, описанные связи

25 позволяют повысить технологичность многозначных универсальных двухвходо" вых логических элементов инжекционного типа, повыси1ь их быстродействие, исключив из состава схем р-и-р м транзисторы, а также расширить функциональные воэможности.

Формула изобретения

3$

1. Универсальный многозначный логический элемент инжекционного типа, содержащий входной многоканальный блок дискриминаторов с регулируемыми порогами срабатывания и величинами выходных токов, состоящий из входного многоколлекторного отражателя тока, (К-1)-х инжекторов, определяющих пороги срабатывания, и (К-1)-х пороговых транзисторов, выходной многовходо15 вой сумматор тока, содержащий К двух.коллекторных отражателей тока с регулируемым выходным током, и (К-1) выключающих транзисторов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введены второй многоканальный блок дискриминаторов, вход которого подключен ко второму входу устройства, а число коллекторов в многоколлектооном входном отражателе тока которого на один больше, чем в первом блоке дискриминаторов, К дополнительных транзисторов с инжекторами тока и выходной отражатель тока с двумя инжекторами, в вы ходной многовходовой сумматор тока введены К(К-1) двухколлекторных отражателей тока с регулируемыми выходными токами, причем соответствующие i-ые выходы К каналов выходного сумматора тоКа подключены к эмиттер

i ãî дополнительного транзистора, коллекторы дополнительных транзисторов через выходной отражатель тока.

<подключены к выходу устройства.

2. Элемент по и. 1, содержащий

@ходной многоканальный блок дискриминаторов с регулируемыми порогами срабатывания и величинами выходных токов, состоящий из входного многоколлекторного отражателя тока, (К-1)-х инжекторов, определяющих пороги срабатывания, и (К-1)-х пороговых тран.зисторов, выходной многовходовой сумматор тока, содержащий К двухколлекторных отражателей тока с регулируе- . мым выходным током, и (К-1) выключаю ,щих транзисторов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия в устройство введе0558 8 ны второй многоканальный блок дискриминаторов, вход которого подключен ко второму входу устройства, а число коллекторов в многоколлекторном входном отражателе тока которого на один больше, чем в первом блоке дискриминаторов, на входах обоих блоков дискриминаторов введены инжекторы, К дополнительных транзисторов с инжектора3о ми тока, в выходной многовходовой сумматор тока введены К(К-1) двухколлекторных отражателей тока с pery лируемыми выходными токами, причем соответствующие i-ые выходы К каналов выходного сумматора тока подключены к эмиттеру i-го дополнительного транзистора, коллекторы дополнительных транзисторов подключены к выходу устройства.

zo

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 701473, кл. Н 03 K 19/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2681131/18-21, кл. H 03 К 19/08, 04.11,78 (прототип).